Node-RED auf Raspberry Pi installieren: Ein visueller Editor für Ihr Smart Home

Möchten Sie mehr Zeit damit verbringen, das perfekte Hausautomationssystem aufzubauen und weniger Zeit mit dem Schreiben von Boilerplate-Code verbringen? Vielleicht haben Sie wenig (oder keine) Programmiererfahrung, träumen aber dennoch davon, leistungsstarke Internet of Things (IoT)-Projekte zu erstellen.

Wenn Sie nicht stundenlang Code schreiben können oder wollen, dann gibt es viele Software, die Ihnen die harte Arbeit abnehmen kann! Hier konzentrieren wir uns auf Knoten-RED, einem flussbasierten visuellen Editor, der den Code bereitstellen kann, den Sie für Ihre IoT-Projekte benötigen. Mit Node-RED können Sie Smart Devices, APIs, Online-Dienste und mehr einfach per Drag & Drop verbinden.

In diesem Tutorial erfahren Sie, wie Sie Node-RED auf Ihrem Raspberry Pi einrichten und über Ihren Webbrowser auf seinen visuellen Editor zugreifen. Sobald Sie Zugriff auf diesen Editor haben, erfahren Sie genau, wie Sie mit Node-RED leistungsstarke Heimautomatisierungs-Workflows erstellen, indem Sie einen einfachen Debug-Flow erstellen, den Sie auf Ihrem Raspberry Pi bereitstellen und testen können.

So verwenden Sie Node-RED in Smart-Home-Projekten

Node-RED verfügt über eine Bibliothek vorgefertigter Knoten, die eine Reihe von Funktionen abdecken. Sie können diese Knoten verwenden, um komplette Heimautomatisierungs-Workflows zu erstellen. Nehmen Sie einfach die Knoten, die Sie verwenden möchten, legen Sie sie auf die Node-RED-Leinwand und verbinden Sie Ihre Knoten zu einem vollständigen Workflow.

Einige dieser Knoten sind unkompliziert – zum Beispiel Debugging-Knoten, während andere komplexer sind. Einige der fortgeschritteneren Knoten ermöglichen Ihnen sogar die Interaktion mit den GPIO-Pins (General Purpose Input/Output), die entlang der oberen Kante Ihres Raspberry Pi verlaufen.

Was du brauchen wirst

Um dieses Tutorial abzuschließen, benötigen Sie:

• Raspberry Pi, auf dem Raspbian läuft. Wenn Sie es noch nicht haben, Holen Sie sich die neueste Version und flashen Sie es mit auf eine SD-Karte Radierer.
• Stromkabel, das mit Ihrem Raspberry Pi kompatibel ist
• Externe Tastatur und eine Möglichkeit, sie an Ihren Raspberry Pi . anzuschließen
• HDMI- oder Micro-HDMI-Kabel, je nach Modell Ihres Raspberry Pi
• Externer Monitor
• Ethernet oder Verbindung zu Wi-Fi

Raspbian: nach der neuesten Version suchen

Stellen Sie zunächst sicher, dass Sie die neueste Version von Raspbian ausführen:

• Schließen Sie alle Ihre Peripheriegeräte an den Raspberry Pi an.
• Verbinden Sie Ihren Raspberry Pi mit einer Stromversorgung; es sollte automatisch booten.
• Wenn Sie Raspbian zum ersten Mal booten, müssen Sie den Standard-Setup-Dialog ausfüllen und eine Verbindung zu Ihrem Wi-Fi-Netzwerk herstellen, wenn Sie kein Ethernet-Kabel verwenden.

Sobald Ihr Raspberry Pi gebootet ist, klicken Sie in der Symbolleiste auf das Symbol „Terminal“ und führen Sie die folgenden Befehle im Terminal-Fenster aus:

sudo apt update
sudo apt upgrade

Wenn Raspbian Updates installiert, müssen Sie Ihren Raspberry Pi mit dem folgenden Befehl neu starten:

reboot

Sobald Ihr Raspberry Pi neu gestartet wurde, können Sie mit der nächsten Phase fortfahren.

Installieren von Node-RED, Node.js und npm

Als nächstes müssen Sie die . installieren build-essential Paket, das zum Kompilieren und Installieren verschiedener Node-RED-Add-Ons verwendet wird:

sudo apt install build-essential

Um das Node-RED-Paket zu installieren, wird im folgenden Befehl auch die aktuelle Version von Node.js und npm installiert. Neben build-essential wird npm verwendet, um zusätzliche Node-RED-Module zu installieren:

bash <(curl -sL https://raw.githubusercontent.com/node-red/linux-installers/master/deb/update-nodejs-and-nodered)

Dieser Download kann eine Weile dauern, also solltest du dir vielleicht einen Kaffee holen!

Starte Node-RED

Jetzt können Sie Node-RED starten. Es ist möglich, Node-RED als Dienst zu starten (mit dem sudo systemctl start nodered Befehl), aber wenn Sie Node-RED direkt starten, können Sie über das Terminal darauf zugreifen.

Um Node-RED zu starten, ohne es als Dienst zu starten, führen Sie den folgenden Befehl aus:

node-red

Sie können jetzt den Status von Node-RED überprüfen:

sudo systemctl status nodered

Die letzten Zeilen der Terminalausgabe sollten bestätigen, dass Node-RED erfolgreich ausgeführt wird.

Node-RED läuft geräuschlos im Hintergrund, sodass Sie es möglicherweise automatisch starten möchten, insbesondere wenn Sie Node-RED regelmäßig verwenden. Um Node-RED beim Booten zu starten, führen Sie den folgenden Befehl aus:

sudo systemctl enable nodered

Das Terminal sollte bestätigen, dass es eine symbolische Verknüpfung für Node-RED erstellt hat.

Wenn Sie Ihre Meinung ändern und verhindern möchten, dass Node-RED automatisch startet, führen Sie den folgenden Terminal-Befehl aus:

sudo systemctl disable nodered

Kein Code erforderlich: Zugriff auf den visuellen Editor von Node-RED

Jetzt, da Node-RED auf Ihrem Raspberry Pi läuft, können Sie es verwenden, um Heimautomatisierungs-Workflows durch einfaches Ziehen und Ablegen zu erstellen.

Um auf den Node-RED-Editor zuzugreifen, benötigen Sie die IP-Adresse Ihres Raspberry Pi. Sie können diese Informationen abrufen, indem Sie den folgenden Terminal-Befehl ausführen:

hostname -I

Starten Sie den Standardbrowser auf Ihrem Raspberry Pi und geben Sie die folgende URL ein. Stellen Sie dabei sicher, dass Sie „IP-Adresse“ durch die eindeutige IP-Adresse Ihres Raspberry Pi ersetzen: http://[IP-ADDRESS]:1880

Wenn Ihre IP-Adresse beispielsweise „192.168.1.56“ lautete, würden Sie die folgende URL verwenden: http://192.168.1.56:1800

Der Node-RED-Editor sollte nun in Ihrem Webbrowser erscheinen.

Entdecken Sie den IoT-Editor von Node-REDRED

Der Node-RED-Editor ist in folgende Abschnitte unterteilt:

• Die Symbolleiste. Diese enthält die Schaltfläche „Bereitstellen“, das Hauptmenü und das Benutzermenü, wenn die Benutzerauthentifizierung aktiviert ist.
• Die Palette. Dieser Bereich enthält alle installierten und für Sie verfügbaren Knoten. Wenn Sie einen Knoten auswählen, werden auf der Registerkarte „Info“ weitere Informationen zu diesem bestimmten Knoten angezeigt.
• Fließen. Dies ist die Leinwand, in der Sie alle Ihre Knoten ablegen und Verbindungen zwischen ihnen herstellen. Wenn Sie mit mehreren Flows arbeiten, werden diese als eine Reihe von Registerkarten am oberen Rand des Arbeitsbereichs angezeigt. Mit den Steuerelementen unten rechts im Arbeitsbereich können Sie hinein- und herauszoomen.

Der Node-RED-Editor verfügt außerdem über eine Seitenleiste, die je nach aktuell ausgewähltem Inhalt unterschiedliche Panels anzeigt:

• Information. Dies zeigt Informationen über den ausgewählten Knoten an, einschließlich einer Zusammenfassung seiner Eigenschaften. Wenn nichts ausgewählt ist, zeigt das Feld „Informationen“ eine Beschreibung des aktuellen Flusses an.
• Debuggen. Dadurch werden die Nachrichten angezeigt, die an Debug-Knoten in Ihrem Flow übergeben werden, zusammen mit Nachrichten von der Laufzeit, sofern verfügbar. Standardmäßig zeigt das Debug-Panel alle an es übergebenen Meldungen an, obwohl Sie diese Ausgabe bei Bedarf filtern können.
• Konfig. In diesem Bereich wird eine Liste aller Konfigurationsknoten angezeigt, zusammen mit ihrem Typ, ihrer Bezeichnung und der Anzahl der Workflows, die diesen bestimmten Knoten verwenden.
• Kontextdaten. Dadurch wird der Inhalt des Kontextdatenspeichers angezeigt, der es Ihnen ermöglicht, Informationen zwischen Knoten auszutauschen, ohne die Nachrichten zu verwenden, die einen Workflow durchlaufen. Weitere Informationen zum Kontext finden Sie in der offizielle Node-RED-Dokumente.

Automatisieren mit Node-RED: Erstellen Sie Ihren ersten Workflow

Nachdem Sie nun einen allgemeinen Überblick über den Node-RED-Editor haben, können Sie einen einfachen Debug-Flow erstellen, um Ihren Raspberry Pi bereitzustellen und zu testen.

Ziehen Sie zunächst einen „Inject“-Knoten aus der Palette und legen Sie ihn im Arbeitsbereich ab.

Ziehen Sie als Nächstes einen „Debug“-Knoten und legen Sie ihn auf dem Arbeitsbereich ab.

Diese beiden Knoten müssen miteinander verbunden werden. Bewegen Sie den Mauszeiger über einen der Ziehpunkte des Knotens, bis er orange wird, und ziehen Sie dann, bis eine Linie angezeigt wird. Ziehen Sie diese Linie zum zweiten Knoten und lassen Sie sie los: Diese beiden Knoten sollten nun verbunden sein.

Sie können jeden Knoten bearbeiten, indem Sie darauf doppelklicken. Um zu überprüfen, ob Ihr Debug-Workflow korrekt ausgeführt wird, erstellen Sie eine Text-„Nutzlast“, die der Workflow an das „Debug“-Panel von Node-RED liefert.

Doppelklicken Sie auf den Knoten „Inject“, wodurch ein neues Panel „Inject Node bearbeiten“ geöffnet wird. In diesem Bereich können Sie verschiedene Änderungen vornehmen. In diesem Beispiel hier wird das Dropdown-Menü „Payload“ geöffnet und „String“ ausgewählt.

Geben Sie den Text „Hallo Welt!“ ein. und klicken Sie dann auf „Fertig“, um Ihre Änderungen zu speichern.

Wenn Ihr Workflow abgeschlossen ist, können Sie ihn aktivieren, indem Sie auf die große rote Schaltfläche „Bereitstellen“ klicken.

Führen Sie Ihren Debug-Workflow aus

Um Ihren Flow zu testen, öffnen Sie das „Debug“-Panel (indem Sie auf das kleine Fehlersymbol in der Symbolleiste klicken).

Bewegen Sie den Mauszeiger über den Knoten „Hello, world“ und klicken Sie auf das zugehörige Kontrollkästchen.

Wenn der Flow erfolgreich ausgeführt wird, wird Ihre Nutzlast „Hello, world“ im Debug-Panel angezeigt.

Dies ist zwar ein einfacher Workflow, zeigt jedoch, wie Sie Knoten erstellen und diese zu einem funktionierenden Workflow verbinden können. Sie können den gleichen Vorgang verwenden, um alle Arten komplexer und fortschrittlicher Arbeitsabläufe zu erstellen: Greifen Sie einfach weiter Knoten aus der Palette, fügen Sie sie dem Arbeitsbereich hinzu und verbinden Sie sie, bis Sie das gewünschte Ergebnis erhalten.

Anders als Node-RED können Sie Ihren Raspberry Pi auch in ein Edge-Gateway verwandeln, um Daten von Ihren IoT-Geräten zu verwalten oder Raspberry Pi-Projekte mit Cayenne zu starten.

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